电子的自旋：什么在旋？

素粒子（ELEMENTARY PARTICLES）的性质可分为动力学相关跟内廪两种。例如，电子的因绕圈而生成的磁矩是前者的一个列子。后者的例子包括质量、电荷，还有自旋。电子的自旋（SPIN）其实是一种量子数；而素粒子的内廪性质是由量子数所定量描述的。除了电子的自旋外，你也可以把电子的质量、电荷等你熟悉的电子的‘特质’看成是量子数的一种。其他素粒子，如夸克都有他们自有的量子数。不同的素粒子各由不同类、不同数值的量子数所描述。如光子的量子数是：质量0，自旋1，电荷0。夸克除了电荷、质量、自旋外，还有‘色’量子数、奇异数量子数等。

自旋的称法其实是有点误导性的，这情形跟‘色’这种量子数导致的误导性“异曲同工”。色量子数其实完全跟颜色拉不上任何关系，就像猪肠粉跟猪肠是完全两种事物一样。之所以叫自旋是因为他的行为跟由ORBITAL MOTION（轨迹运动）的“公转”行为导致的效果很相似，两种“旋”（ORBITAL SPIN、SPIN）都是电子磁矩的‘源头’。电子的磁矩是通过客观的实验检测得来的。要了解自旋，把他跟ORBITAL SPIN做对比。电子的ORBITAL SPIN可看做是电子的“公转”（ORBITAL MOTION），而这“公转”的轨迹是在三度空间内进行的。ORBITAL SPIN是生成ORBITAL MAGNETIC MOMENT（轨道磁矩）的因。由于ORBITAL MOTION所产生的磁矩跟电子的动力学状态直接相关，所以ORBITAL运动所产生的磁矩可以有很多的值。实验上人们排除掉电子的ORBITAL MOTION后，本应测得零磁矩的。但还是测得一个非零的量子化的的磁矩，其值为1/2。由于人m们习惯把磁矩跟轨迹运动联系起来，那么测量到了一个不与轨迹运动相关的磁矩，自然就会像想把这种磁矩跟某种发生在三维空间的“转动”运动对应起来。但实际上自旋所导致的磁矩却不跟任何在三度空间的运动对应。为什么呢？因为都没有这样的对应存在着。自旋是电子的内廪性质，是一种非动力学性上的性质。这跟ORBITAL MOTION运动直接导致的磁矩不一样。

不懂你看懂没有。


XY问：所以说电子在静止时，天生就有1/2 的磁矩？而磁矩的产生是和运动无关，就像中子也有磁矩一样.这样子说对吗？

“所以说电子在静止时，天生就有1/2 的磁矩？”答曰：是的。

“而磁矩的产生是和运动无关”：答曰：磁矩的来源有二：一为轨道旋，这是可变的，依三维的轨道状态而定；二为自旋，这自旋所贡献的磁矩总不为零，‘天生’的。素粒子的磁矩，包括中子的磁矩，都遵守上述的规律（中子不止有自旋，也是有轨道旋的）。